重构：越来越长的 switch ... case 和 if ... else if ... else

在代码中，时常有就一类型码（Type Code）而展开的如 switch ... case 或 if ... else if ... else 的条件表达式。随着项目业务逻辑的增加及代码经年累月的修改，这些条件判断逻辑往往变得越来越冗长。特别是当同样的逻辑判断出现在多个地方的时候（结构示意如下），代码的可读性和维护难易程度将变得非常的糟糕。每次修改时，你必须找到所有有逻辑分支的地方，并修改它们。

 1 switch(type)
 2 {
 3     case "1":
 4         ...
 5         break;
 6     case "2":
 7         ...
 8         break;
 9     case default:
10         ...
11         break;
12 }
13 
14 ... ...
15 ... ...
16 
17 switch(type)
18 {
19     case "1":
20         ...
21         break;
22     case "2":
23         ...
24         break;
25     case default:
26         ...
27         break;
28 }

当代码中出现这样情况的时候，你就应考虑该重构它了（又有一种说法：要极力的重构 switch ... case 语句，避免它在你的代码中出现）。

 

重构掉类型码（Type Code）判断的条件表达式，我们需要引入面向对象的多态机制。第一种方式：使用子类来替换条件表达式。

我们以计算不同 role 的员工薪水的 Employee 类为例，一步步讲解重构的过程。原始待重构的类结构如下：

 1 public class Employee_Ori
 2 {
 3     private int _type;
 4 
 5     private const int ENGINEER = 1;
 6     private const int SALESMAN = 2;
 7     private const int MANAGER = 3;
 8 
 9     private decimal _baseSalary = 10000;
10     private decimal _royalty = 100;
11     private decimal _bonus = 400;
12 
13     public Employee_Ori(int type)
14     {
15         this._type = type;
16     }
17 
18     public decimal getEmployeeSalary()
19     {
20         var monthlySalary = 0m;
21 
22         switch (this._type)
23         { 
24             case ENGINEER:
25                 monthlySalary = _baseSalary;
26                 break;
27             case SALESMAN:
28                 monthlySalary = _baseSalary + _royalty;
29                 break;
30             case MANAGER:
31                 monthlySalary = _baseSalary + _bonus;
32                 break;
33         }
34 
35         return monthlySalary;
36     }
37 }

其中方法 getEmployeeSalary() 根据员工不同的角色返回当月薪水，当然，此处逻辑仅为示意，勿深究。

用子类方法重构后的类结构是这样的：

下面详细展开。首先，以类型码（Type Code）的宿主类 Employee 类为基类，为每个角色建立子类。

 1 public class Engineer_Sub : Employee_Sub
 2 {
 3     ...
 4 }
 5 
 6 public class Salesman_Sub : Employee_Sub
 7 {
 8     ...
 9 }
10 
11 public class Manager_Sub : Employee_Sub
12 {
13     ...
14 }

同时，将 Employee 基类的构造函数改造为静态 Create 工厂函数。

 1 public static Employee_Sub Create(int type)
 2 {
 3     Employee_Sub employee = null;
 4 
 5     switch (type)
 6     {
 7         case ENGINEER:
 8             employee = new Engineer_Sub();
 9             break;
10         case SALESMAN:
11             employee = new Salesman_Sub();
12             break;
13         case MANAGER:
14             employee = new Manager_Sub();
15             break;
16     }
17 
18     return employee;
19 }

该静态工厂方法中也含有一 switch 逻辑。而重构后的代码中 switch 判断只有这一处，且只在对象创建的过程中涉及，不牵扯任何的业务逻辑，所以是可以接受的。

每个角色子类均覆写基类中的 getEmployeeSalary() 方法，应用自己的规则来计算薪水。

1 private decimal _baseSalary = 10000;
2 
3 public override decimal getEmployeeSalary()
4 {
5     return _baseSalary;
6 }

这样，基类 Employee 中的 getEmployeeSalary() 方法已无实际意义，将其变为 abstract 方法。

1 public abstract decimal getEmployeeSalary();

子类已经完全取代了臃肿的 switch 表达式。如果 Engineer, Salesman 或者 Manager 有新的行为，可在各自的子类中添加方法。或后续有新的 Employee Type, 完全可以通过添加新的子类来实现。在这里，通过多态实现了服务与其使用这的分离。

 

但是，在一些情况下，如对象类型在生命周期中需要变化（细化到本例，如 Engineer 晋升为 Manager）或者类型宿主类已经有子类，则使用子类重构的办法就无法奏效了。这时应用第二种方法：用 State/Strategy 来取代条件表达式。

同样，先上一张该方法重构后的类结构：

抽出一 EmployeeType 类，类型码的宿主类 Employee 对其进行引用。

1 public class Employee_State
2 {
3     // employee's type can be changed
4     private EmployeeType_State _employeeType = null;
5 }

EmployeeType 为基类，具体员工类型作为其子类。EmployeeType 类中含有一创建员工类型的静态工厂方法 Create。

 1 public static EmployeeType_State Create(int type)
 2 {
 3     EmployeeType_State empType = null;
 4 
 5     switch (type)
 6     {
 7         case ENGINEER:
 8             empType = new EngineerType_State();
 9             break;
10         case SALESMAN:
11             empType = new SalesmanType_State();
12             break;
13         case MANAGER:
14             empType = new ManagerType_State();
15             break;
16     }
17 
18     return empType;
19 }

将员工薪水的计算方法 getEmployeeSalary() 从 Employee 类迁徙到员工类型基类 EmployeeType 中。各具体员工类型类均 override 该方法。考虑到 EmployeeType 已无具体业务逻辑意义，将 EmployeeType 中的 getEmployeeSalary() 方法改为抽象方法。

1 public class EngineerType_State : EmployeeType_State
2 {
3     private decimal _baseSalary = 10000;
4 
5     public override decimal getEmployeeSalary()
6     {
7         return _baseSalary;
8     }
9 }

 

最后，附上示意代码，点这里下载。

 

参考资料：

《重构 改善既有代码的设计》 Martin Fowler